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施用生物黑炭对受不同程度污染的土壤有机碳组分腐殖质以及团聚体的影响

2021-05-16 12:42编辑: www.jxszl.com景先生毕设
施用生物黑炭能够促进土壤有机质水平的提高,而土壤有机质直接影响着土壤的保肥性、保水性、缓冲性、耕性和通气状况等。因此,研究生物黑炭对有机质结构变化的影响具有重要意义。本试验研究通过采集江南已施用不同量生物黑炭三年的以重金属镉污染的稻田,通过分析不同污染土壤中团聚体、腐殖质及有机碳的不同形态及光学性质,探讨不同量生物黑炭施用三年对土壤有机质的结构变化,同时也对生物黑炭的结构特征和广泛应用提供了有力的的证据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words 1
引言 1
1材料与方法2
1.1 实验设计和土壤样品采样 2
1.1.1 实验设计2
1.1.2 样品采集2
1.2 分析方法 2
1.2.1 土壤活性有机碳测定方法 2
1.2.2 腐殖质提取和测定方法 2
1.2.3 土壤团聚体分级和方法2
1.2.4 其他化学性质测定方法2
2 结果与分析 2
2.1施用生物黑炭对土壤有机碳含量的影响 2
2.1.1土壤颗粒态有机碳含量变化3
2.1.2土壤活性有机碳与总有机碳比值的变化3
2.2施用生物黑炭对稻田土壤腐殖质的影响4
2.2.土壤腐殖质各组分碳含量变化4
2.3 施用生物黑炭对土壤团聚体的影响4
2.3.1 土壤团聚体相对含量变化 4
2.3.1土壤团聚体含量变化4
3 讨论 5
3.1 施用生物黑炭对土壤有机碳含量的影响 5
3.2 施用生物黑炭对稻田土壤腐殖质的影响 5
3.3施用生物黑炭对土壤团聚体的影响 6
4 结论6
致谢 6
参考文献6
施用生物黑炭对受不同程度污染的土壤有机碳组分、腐殖质以及团聚体的影响
引言
引言:生物黑炭(biochar,又称生物炭、生物质炭、生物质焦等)是化石燃料或生物体不完全燃烧产生的一种非纯净碳的混合物[1]。目前,生物黑炭生产多 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072
采用高温分解法,在400~550℃的高温下将有机物质置于缺氧状态下,对其有控制地进行高温慢速裂解,形成生物黑炭[2]。此外,生物黑炭结构很稳定,跟其他形式的有机质相比具有更强的保肥能力。土壤有机质与养分供给、土壤物理性质的改善及防治土壤侵蚀有重要关系 [35]。生物黑炭施加到土壤中,可以作为土壤腐殖质中高度芳香化结构组分的来源,不仅能稳定土壤有机碳库,持留土壤养分,而且对维持土壤生态系统平衡可能发挥重要作用。应用领域主要是农田、林地和草坪[6]。对生物黑炭的研究并不是很全面, Mustafa K.Hossain 按每公顷农田施加10t 生物炭进行试验,结果表明,西红柿的产量增加了64%,土壤的导电性以及P和N含量得到显著提高,这是生物炭施用后对整个土壤环境改变的结果[7]。潘根兴[8]等也先后在我国南方水稻主产区、黄淮海区域、黄土高原、新疆干旱等地区进行了多地多用途的田间试验,探讨不同种类的生物炭用于农田固碳减排和改良土壤的可行性。然而,对于生物黑炭的结构特征和广泛应用还缺少强有力的证据,这也是当前面临的巨大挑战。能否利用生物质农业废弃物转化为生物黑炭储存于土壤中达到固碳减排、培肥地力之目的是当前的研究热点[9],但由于生物黑炭结构复杂和惰性,目前多限于研究添加生物黑炭对土壤性质的影响,而添加生物黑炭对土壤有机质组成变化的研究尚属空白。
1 材料与方法
1.1 实验设计和土壤样品采样
1.1.1 实验设计 本实验由常规稻田土壤、中度Cd污染稻田土壤和重度Cd污染稻田土壤组成。常规和重度污染土壤试验于2011年麦季结束后进行,而中度污染土壤钝化试验于2012年麦季结束后进行,均采用将用量分别为:0、10、20、40thm2(分别记为CK、C10、C20、C40)的生物质炭一次性撒施于土壤表面,旋耕020cm,耙匀。每个处理设置3次重复,随机排列,共36个小区,单个小区面积20m2。之后按当地农田种植和管理措施进行。
1.1.2 样品采集 本实验于2014年4月采集020cm土壤样品。采用混合样品采样法,每个小区分别随机采取3个土壤样品,野外混匀,四分法获得混合样,同时随机采取原状土样盛于不锈钢密封罐内,带回实验室。将混合样分出一部分与原状土一同置于4℃冰箱中冷藏,另一半样品剔除可见的植物残体和石块后,自然风干过2 mm筛以备用。
1.2 分析方法
1.2.1 土壤活性有机碳测定方法 可溶性有机碳采用水土比为5:1的浸提方法;颗粒态有机碳采用氢氧化钠浸提法;易氧化态有机碳采用高锰酸钾浸提法。
1.2.2 腐殖质提取和测定方法 土壤胡敏酸和胡敏素提取方法采用的是国际腐殖酸协会(International humic substance society,IHSS)推荐方法分组制备。胡敏酸纯化方法:胡敏酸纯化采用透析袋处理法;土壤胡敏素纯化方法:采用HCLHF的经典方法提纯(去灰分)浓缩胡敏素。胡敏酸、胡敏素以及生物黑炭等样品的核磁共振13CNMR测定方法:样品13CNMR波谱分析由南京大学核磁共振开放实验室采用瑞士BRUKER公司AVANCE III 400MHz宽腔固体核磁共振谱仪测定。
1.2.3 土壤团聚体分级和方法 土壤团聚体颗粒组样品的分级:采用国际制土壤颗粒分级标准划分土壤团聚体颗粒组,依据Stemmer等(1998)的方法分离并略作修改。
1.2.4 其他化学性质测定方法 全土及各粒径团聚体有机碳含量测定采用浓硫酸重铬酸钾外加热硫酸亚铁滴定的方法测定。

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